世界古代后期科技史-第30章
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技术进步、经济发展的时代。战乱使得各族人民四处迁徙，在全国出现了民
族大融合的趋势。不同地区，不同行业的生产技术和工艺经验相互交流，使
手工业生产出现了一个新局面。封建政府建立了专职工匠制，加强了对工匠
的控制，手工业生产因此而加速专业化，工艺水平大大提高。冶金技术已达
到炉水纯青的地步，出现了灌钢法、白铜和青铜、石范铸件；制瓷部门正式
形成青、白瓷两大系统，色彩开始丰富起来，为唐三彩的出现奠定了基础；
纺织印染业规模不断扩大、范围也是有增无减；造纸手工业五花八门，出现
了众纸型，染纸与补纸技术也被广泛使用等等，代表了魏晋南北朝时手工业
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技术的发展水平。
①灌钢法的出现与鼓风技术的提高。灌钢法就是用生铁和熟铁合炼成
钢，先把含碳高的生铁溶化，浇灌到熟铁上，反复加热捶打，使碳渗入熟铁，
增加熟铁的含碳量，就象洗面筋，淀粉揉尽，面筋自现。然后分别用牲尿和
牲脂淬火成钢。牲尿含盐，淬火后冷却快，硬度也高于用水淬水；牲脂淬火，
冷却速度很慢，但却使钢韧。这种方法在当时特别先进 （大概最早起源于西
晋）。南北朝时，灌钢已很流行，陶弘景把它作为炼钢的主要方法。灌钢冶
炼法的发明和推广，使钢的生产效率有了较大的提高，从而使钢的产量大增，
被普遍用于制造农具和手工业工具。
炼铁离不开鼓风，炼铁技术的进步要求鼓风技术的提高。三国时魏国的
韩暨曾大力推广使用水排，节省人力、畜力，并能提高生产效率。这种水排
为轮轴装置，比东汉时的水排略有改进。钢铁的铸造技术也有了发展，铸件
中包括了除合金铸铁外的现代所有铸铁品种，另外还创造了生铁铸件经脱炭
热处理变成钢件 （铸件脱炭钢）的奇迹。
这一时期，冶铜工业已有相当的规模，为大肆铸造佛像，推动中国佛学
发展起到了重要的作用。当时的铜矿主要集中在今山东、河南、湖北、四川、
江苏一带，但因技术等条件的限制，而使铜的生产也受到限制。但在这一时
期，白铜与黄铜的生产与利用，是中国合金冶炼技术史上的出色成就。白铜
是银白色的铜镍合金或铜砷合金。黄铜是铜与锌的合金，据中国化学史专家
推测，它大概最早出现于南北朝时期，是由碳酸锌矿石 （时称炉甘石）与铜
在还原炉中提炼出来的。但有的矿冶学者认为：早在西汉时人们已会制造铜
锌合金的黄铜。此种主张以章鸿钊 《中国用锌的起源》为代表，南北朝时的
黄铜一般用来作装饰品，大概是产量很少的缘故。
②制瓷技术的成熟
由于北方的战乱和江南经济的发展，使这一时期的瓷器生产主要集中在
东南沿海、江南、四川等地。直到北魏统一黄河流域，南北对峙形成之后，
北方才开始烧制青瓷，但北方这一时期的主要贡献还在于烧制成了白瓷。青
瓷在东西汉之交出现之后，到魏晋南北朝时期，得到了进一步的发展。此时
的青瓷，胎质坚实，通体施釉，釉层较厚，釉彩光润，并呈青绿色。特别是
浙江绍兴、余桃一带的越窑产品最为有名，唐朝诗人陆龟蒙称赞说：“九秋
雨露越窑开，夺得千峰翠色来。”其实青瓷不只有青色，还有绿、褐、黑等
颜色，这是由釉中所含的金属元素决定的，特别是与铁的氧化程度、含量有
关。在还原焰的作用下，还原不充分或铁的含量大，就会出现褐色、棕色、
砖红，以至紫、黑等颜色。
白瓷的烧制也开始于这个时期。白瓷主要由氧化钙含量来决定颜色的纯
净度，但也要求铁的含量越少越好，这自然要求对瓷土进行很好地筛选。现
知最上的白瓷产在河南安阳。北齐武平六年（公元575年）范粹墓中出土的
文物，包括碗、杯、三系缸、四系缸、长颈瓶等白瓷制品，造型与北部青瓷
相同。这一时期的白瓷只产于北方，这可能与自然条件和历史沿革有关。白
瓷的出现，改变了单色的“一道釉”状况，为以后的青花、釉里红、五彩、
斗彩、粉彩等彩瓷的出现奠定了基础。白瓷的出现。标志着中国南青北白瓷
的生产体系已具雏形，制瓷技术进入了一个新时期。此外，黄釉、黑釉瓷器
也在这一时期出现了。漆黑发亮、美观实用的黑瓷为中国制瓷业增加了新品
种，为日用瓷器生产开辟了新途径。在北魏迁都之后，又出现了复色铅釉陶，
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多为黄上加绿、白上加绿，或是多色并用，这种釉中挂彩技艺比前代大大前
进了一步；为唐代多彩瓷器的出现提供了保障。
这一时期的在瓷器装饰上，内容远较汉代丰富，技巧也较高，出现了刻
划、模印、贴花、堆塑、镂孔、施彩等工艺及图案类、花草类、人物类、建
筑类、彩绘类等装饰。图案类主要有弦纹、网纹、菱形纹、散点纹、云气纹
等；花草类有树叶、小团花、松枝等；动物类有龟、蛇、熊、牛、羊、虎、
狮、神兽、夔龙等；人物类有奴仆、舞士、飞天等；建筑类有楼阁、长廊等；
彩绘类有褐斑、绿条等。这一时期，瓷窑大量出现，其中有的已具相当的规
模，有的长达半华里，这表明瓷器制造已成为手工业生产中的一个重要部门。
伴随着瓷窑规模的增大，家具也被大量用于造瓷过程，一来可充分利用窑中
的空间和热量，又可提高瓷器质量。尤其是匣钵的使用，既可防止烟熏和尘
埃污染，又可避免釉的分解、碱类挥发、硅酸析出而减少光泽，有效地保证
了瓷器质量。
③马钧在机械制造领域的贡献
马钧是我国古代杰出的机械制造专家，生活于三国时期，为曹魏扶风（今
陕西兴平县东南）人，最突出的贡献是改进了翻车和织机。他对翻车作了极
重要的改革，从而制成龙骨水车。该车结构精巧，可连续不断地提水，效率
远比其它提水工具高，对于灌溉农田，发展农业生产作用巨大，被沿用了1000
多年。他将旧的50蹑、60蹑的绫机（织布机）改成12蹑，大大简便了操作
程度，提高了生产效率，这种织机被广泛使用。他还制成了久已失传的指南
车，结构简单精确，其关键在于传动机构的或联或断，但却使木人的手臂始
终指向南方，当车辆朝正南行驶时，车辆和木人下大齿轮分开，不受车轮转
动影响，手臂朝南；当车辆偏正南方向左转弯时，车辕前端左移，后端右移，
使右侧传动齿轮放落，使车轮的转动带动木人下大齿轮向右转动，并抵消车
向左转弯的影响，使木人指向不变，向右转的原理同此。这种自动离合的机
械，体现了当时机械制造的高超水平，是中国古代技术的卓越成就。据史载，
他还创造了以木为轮，以水为动力的水转百戏，以及连弩和发石车等。
④船舶制造与航海技术的进步
三国两晋南北朝时期，船只的数量、种类、质量大大超过了汉代。偏居
东南的孙吴，在刚建立不久即拥有战船5000多艘，最大的可乘3000余人。
西晋的王濬在灭吴前曾组织人将许多小船联在一起，组成一个小小的可以移
动的“水上城市” （当时称为“连舫”），四周用厚木板垒成“城墙”，墙
中和城中都有桨橹，周围开设四个门，城中可驰马。魏晋时所造的舸，行驶
甚速，《太平御贤》称“飞驰如马之走陆地也。”北魏的造船业一向不很发
达，但在公元430年这一年中，仅冀、定、杨三州所造船只即达3000艘。那
时，军粮曾漕运至沃野镇，有专船二百艘负责运送。南朝的造船业更是发达，
刘宋时著名科学家祖冲之制造的日行百余里的“千里船”，是中国的第一艘
桨轮船，标志着中国造船技术的又一大进步。萧梁时曾出现了多达160桨的
高速快艇“鸼■”，这是中国历史上桨数最多的船，正因桨数多，使该船速
度极快，南朝史《梁书·王僧辨传》中曾称该船“去来趣袭，捷过风电”。
当时的战船，有“飞龙”、“翔凤”、“金翅”、“青雀”、“舴艋”等名
称。一般的战船上都装有拍击敌船的“拍”，有的多达6支。除此之外，南
朝的船上已出现了安置在船尾上，可根据水深、流速而上下活动的升降舵，
说明对舵的作用认识更加深刻。汉代出现的风帆也被很好地利用，面积不断
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加大，大帆竟用布120幅。帆的方位也作了调整，以利于更好地利用风力，
有的船上还装上了可以改变方位的帆。
这一时期，人们在近海航行中，多利用海岸上或沿海岛屿上的特殊地物
或其他特征作了为航行标志；在远洋航行中则利用日、月、星辰的方位来导
航，这显然比汉代利用北斗七星和北极星来导航先进得多了。
⑤制车与漆器制造
三国时诸葛亮曾制造“木牛流马”，它是一种车子，用于运输军粮。虽
然，《三国志·蜀志·诸葛亮传》中对这种车子的制作方法记述极详，但其
后无人仿造，对后来运输工具的发展无甚影响。
记里鼓车是与指南车并称的中国古代奇车。基本原理是：车轮的转动带
动一套减速齿轮系运转，让齿轮系最后的齿轮在车行1里或10里时刚好转过
一周，再经过机械传动，使木人击鼓以计所行里程，这又是中国古代机械制
造方面的一件杰出代表。两晋时期，中国的漆器技术又大大前进了一步，出
现了脱胎技术：先用木头和泥土塑造底胎，在底胎上再裹贴上几层麻布，再
在麻布上涂漆，然后绘上各种所需的彩纹，干燥后再除去底胎，形成中空的
漆塑像。南北朝时众多的佛寺塑像多用此法，大大推动了漆器工艺的繁荣。
以后，漆器的使用已相当普遍、且深入民间。
⑥造纸技术的进步
东汉蔡伦对造纸术进行改进之后，中国的造纸术不断提高。东晋时开始
流行纯大麻纸、藤纸。西晋时曾创制了加工纸“发笺”（或“苔纸”），作
法是：在捞纸前向纸浆中添加少量有色的纤维状物质 （常用绿色的水苔或黑
色的发菜），捞出后纸面有纵横交织的有色纹理。
南北朝时，由于纸张的应用越来越广泛，造纸作坊和纸张种类因而大增。
多为未经加料和加工的本色纸，但也不乏精美的纸，纸的花色也不断增多。
据考古资料证明，早在4世纪时中国已有涂布纸（古代称粉笺），将白
色矿物粉借淀粉糊成胶粘剂均匀涂在纸面制成的，比欧洲早了1400余年。这
一时期，竹纸已被生产出来，这在中国造纸技术上又是一个发展。
早在秦汉时代，人们已运用黄柏汁将纸染成黄色，并能防蛀。《齐民要
术》中详细介绍了这种染法：先将黄蘖（即黄柏）泡入水中，直到浸出纯汁，
取出这些纯汁，然后把渣滓捣烂，放入水中煮，煮过后装入布袋，挤出汁，
再捣煮，前后共捣3次，煮两次，将得到的汁与最初泡出的汁混合即可用来
染纸。此法对成书也适用，只是要等到过夏再染，以免书的衔接处脱离。不
过，先用熨斗烫过接缝之处，未过夏的书也可入潢。因此法相当简单，南北
朝时的写本多染作黄色。另外，南北朝时还有了修补纸张的方法，所用补纸
薄似薤叶，几至乱真。
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十、世界古代后期的物理学
世界古代后期，物理学在东、西方都获得了卓有成效地发展。著名的物
理学家欧几里德、阿基米德、希罗和卢克莱修等人在光学、动力学、原子论
声学和电磁学方面的研究成果，奠定了物理学的科学基础。同时，中国的王
充、董仲舒、张华、京房、荀勖、贾思勰、葛洪等哲学家、物理学家、炼丹
术家和勤劳智慧的广大民间，在理论物理学和应用物理学上，都做出了开创
性地贡献。
1。古希腊罗马时期的物理学
在希腊化时代，笼统的古希腊、罗马科学开始分化的天文学、力学、数
学和医学。其中的数学，尤其是几何学的进步，大大促进了物理学的发展。
同时，天文学与物理学紧密相联，特别是在论证行星运动方面。希腊人主要
从整体上对自然界进行观察，他们虽然看到了自然现象间的相互联系，但并
未达到对自然界进行分析的研究水平，也未能超出萌芽的、片断的经验范围。
在研究方法上，古希腊化时代主要还停留在对自然的直接观察和简单的抽象
与推理上其，理论常常带有猜测的性质，但在个别问题上有所突破，如阿基
米德的“王冠”问题和托勒密的光的折射问题。罗马帝国崩溃后，宗教开始
笼罩全社会，进入中世纪黑暗时期，物理学和化学同其它科学一样，受到摧
残和破坏，走向了衰落。
（1）光学的研究与成果
古希腊罗马时期，光学的研究倍受科学家的重视，发展很快。公元前3
世纪的著名学者欧几里得第一个把光学研究建立在科学的基础之上，此后的
科学家克里奥梅德斯、托勒密等人阐明了光学折射的理论。在光学领域里作
出了卓越的贡献。
欧几里得（前3世纪）是欧氏几何的最后完成者。约公元前300年，应
托勒密一世邀请，客居亚历山大城。在希腊化时代，亚历山大城是西方学术
文化的中心。欧氏在这里从事数学研究，并成为亚历山大学派的创始人之一。
他除了在公元前320年完成了惊世名著《几何原本》、创立了欧几里得几何
学之外，同时也十分重视对光学的研究。他的《光学》和《反射光学》两篇
文章为几何光学奠定了基础，被认为是最早的两部光学专著。欧氏也成为古
希腊第一个把光学研究建立在科学基础上的人。 《光学》一文介绍了透影几
何说的原理， 《反射光学》一文对光的反射定律有一定研究。其实，光的直
线传播规律和反射规律是欧氏几何的基点，为此，他从形式上论述了光线的
概念，同时，还描绘了来自眼睛里的线。他已知道凹镜聚集作用 （但不知焦
点的具体位置）、分光作用以及凸镜的散光作用。他还论述了光折射的试验：
将一指环放在一高脚杯底，眼睛刚好在指环被杯壁遮住的地方。位置不变，
向杯里注水后指环就看不见了。这一试验表明，人类对光的折射现象已有了
确切的认识。
欧几里得之后，亚历山大城的许多西方著名学者，在继承前人成就的基
础上，又取得了新的成果，其中以希龙、克里奥梅德斯、托勒密等人的成就
更为突出。希龙指出：光从始点传到另外的某一点，受到镜子的反射而经过
距离最短的路�
